(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電極パッドと、
前記電極パッドを露出させる開口が形成された保護絶縁膜と、
前記保護絶縁膜上に形成されたバンプコアと、前記バンプコア上に形成された導電層と、を含むバンプと、
前記導電層と前記電極パッドとを接続する配線と、
を有し、
前記バンプコアは、互いに弾性率が異なる複数の樹脂層の積層構造を有し、
前記複数の樹脂層には、第１樹脂層と、前記第１樹脂層よりも弾性率が小さく前記第１樹脂層よりも上層に位置する第２樹脂層と、が含まれ、
前記第２樹脂層は裾広がりに形成され、前記第２樹脂層の底部面積が前記第１樹脂層の頂部面積よりも小さく、
前記第２樹脂層の変形量が飽和する押し付け力よりも、前記第１樹脂層の変形量が飽和する押し付け力の方が大きい半導体装置。
【請求項２】
請求項１に記載の半導体装置と、
電極を有する実装基板と、
を有し、
前記実装基板の前記電極に対して前記バンプが接続されていることを特徴とする電子装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置のバンプとしては、樹脂により形成したバンプコアと、バンプコアの表面に形成した導電膜と、を有し、弾力性に優れた樹脂コアバンプがある（例えば、特許文献１）。
【０００３】
一方、特許文献２には、絶縁基板の表面に導体パターンを設け、この導体パターン上に突起導体（バンプコア）を設け、この突起導体上に導体配線を選択エッチして形成する技術が記載されている。
特許文献２においては、突起導体を、互いに硬度が異なる２層の金属導体（第１突起部材及び第２突起部材）によりめっき法によって形成している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平０２−２７２７３７号公報
【特許文献２】特開２００３−０３７１３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
樹脂コアバンプは、そのバンプコアの弾性を利用して実装基板の外部電極と安定に接続することができる。それ故に、樹脂コアバンプと外部電極との良好な接続性を得るためには、バンプコアとなる樹脂の弾性特性が非常に重要である。
しかしながら、特許文献１の技術では、バンプコア（樹脂コア）が単層の樹脂により構成されているため、樹脂コアバンプの弾性特性はその単層樹脂の固有の硬度に依存するものとなる。
樹脂コア、ひいては樹脂コアバンプには、ある程度の大きさの反発力が必要であるが、反発力を重視して樹脂コアの硬度を大きくすると、樹脂コア及び樹脂コアバンプの変形性が損なわれる。
このため、バンプと外部電極との接続性を十分に得ることができない場合がある。具体的には、例えば、外部電極又はバンプの頂面に、傾き、反り、凹凸、或いは、不純物により表面に形成された突起等が存在していると、バンプと外部電極との密着性が不十分となり、それらの接続性が不十分となることが考えられる。
【０００６】
なお、特許文献２の技術では、バンプコアが金属導体により構成されている。このため、バンプコアは強度に優れていると思われる。ただし、金属の変形性は樹脂と比べると極めて小さいので、金属導体により形成されたバンプコアの変形量はバンプコアが積層構造であったとしても非常に小さい。このため、特許文献２の構成でも、バンプと外部電極との良好な密着性及び接続性が得られない場合がある。
【０００７】
このように、バンプが十分な密着性と反発力を兼ね備えるようにし、バンプと外部電極との接続性を向上させることは困難だった。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、電極パッドと、
前記電極パッドを露出させる開口が形成された保護絶縁膜と、
前記保護絶縁膜上に形成されたバンプコアと、前記バンプコア上に形成された導電層と、を含むバンプと、
前記導電層と前記電極パッドとを接続する配線と、
を有し、
前記バンプコアは、互いに弾性率が異なる複数の樹脂層の積層構造を有することを特徴とする半導体装置を提供する。
【０００９】
本発明によれば、バンプのバンプコアは、互いに弾性率が異なる複数の樹脂層の積層構造を有する。このため、主として以下の（１）又は（２）の何れかの原理により、バンプと外部電極との良好な密着性を得ることができる。
（１）弾性率が相対的に小さい（軟らかい）樹脂層が積層構造の最上層に位置する場合には、その表層の樹脂層が導電層を介して外部電極の形状にフィットするように変形する。これにより、バンプと外部電極との良好な密着性を得ることができる。このため、例えば、外部電極又はバンプの頂面に、傾き、反り、凹凸、或いは、不純物により表面に形成された突起等が存在していても、バンプと外部電極との良好な密着性が得られる。
（２）次に、弾性率が相対的に小さい（軟らかい）一の樹脂層が積層構造の下層又は中間層に位置し、積層構造の最上層には当該一の樹脂層よりも弾性率が大きい他の樹脂層が位置する場合を説明する。この場合には、当該一の樹脂層が変形するのに伴い、当該他の樹脂層及び導電層は外部電極に沿った状態となるように傾動する。このため、バンプと外部電極との良好な密着性が得られる。
また、弾性率が相対的に大きい樹脂層の存在によって、バンプコアは十分な反発力を持つものとして構成することができる。
従って、本発明により、バンプが十分な密着性と反発力を兼ね備えるようにし、バンプと外部電極との接続性を向上させることができる。
【００１０】
また、本発明は、本発明の半導体装置と、
電極を有する実装基板と、
を有し、
前記実装基板の前記電極に対して前記バンプが接続されていることを特徴とする電子装置を提供する。
【００１１】
また、本発明は、電極パッドが形成された基板上に、前記電極パッドを露出させる開口を有する保護絶縁膜を形成する第１工程と、
前記保護絶縁膜上に硬化後の弾性率が互いに異なる複数の感光性樹脂膜を積層形成する第２工程と、
前記複数の感光性樹脂膜を露光、現像及び硬化させることにより、互いに弾性率が異なる複数の樹脂層の積層構造をバンプコアとして前記保護絶縁膜上に形成する第３工程と、
前記バンプコア上から前記電極パッド上に亘って導電層を形成する第４工程と、
を有することを特徴とする半導体装置の製造方法を提供する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、半導体装置のバンプが十分な密着性と反発力を兼ね備えるようにし、バンプと外部電極との接続性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施形態に係る半導体装置の平面図である。
【図２】実施形態に係る半導体装置の断面図である。
【図３】実施形態に係る半導体装置の製造方法の一連の工程を示す断面図である。
【図４】実施形態に係る電子装置の断面図である。
【図５】実装時における樹脂コアバンプの挙動を示す断面図である。
【図６】実装基板の電極に反りがある場合の実装時における樹脂コアバンプの挙動を示す断面図である。
【図７】実装基板の電極が傾いている場合の実装時における樹脂コアバンプの挙動を示す断面図である。
【図８】複数の樹脂層、並びに樹脂コアの変形特性の例を示す図である。
【図９】複数の樹脂層、並びに樹脂コアの変形特性の他の例を示す図である。
【図１０】変形例１に係る半導体装置の樹脂コアバンプの挙動を示す断面図である。
【図１１】変形例２に係る半導体装置の平面図である。
【図１２】変形例２に係る半導体装置の断面図である。
【図１３】変形例３に係る半導体装置の平面図である。
【図１４】変形例３に係る半導体装置の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態について、図面を用いて説明する。なお、すべての図面において、同様の構成要素には同一の符号を付し、適宜に説明を省略する。
【００１５】
先ず、本実施形態に係る半導体装置１００を説明する。
図１は実施形態に係る半導体装置１００の平面図、図２は図１のＡ−Ａ矢視断面図である。
【００１６】
本実施形態に係る半導体装置１００は、電極パッド２と、電極パッド２を露出させる開口３ａが形成された保護絶縁膜３と、を有する。半導体装置１００は、更に、保護絶縁膜３上に形成されたバンプコア（樹脂コア４）と、バンプコア上に形成された導電層５ａと、を含むバンプ（樹脂コアバンプ６）を有する。半導体装置１００は、更に、導電層５ａと電極パッド２とを接続する配線５ｂを有する。バンプコアは、互いに弾性率が異なる複数の樹脂層（例えば、第１及び第２樹脂層１１、１２）の積層構造を有する。
以下、詳細に説明する。
【００１７】
半導体装置１００は、半導体基板１を有し、この半導体基板１には、電極パッド２の他に、回路を構成するトランジスタなどの素子（図示略）が形成されている。
半導体基板１上には保護絶縁膜３が形成され、この保護絶縁膜３上には樹脂コアバンプ６の樹脂コア４が形成されている。
半導体装置１００は、例えば、樹脂コア４上から電極パッド２上に亘って形成された配線５を有している。この配線５における樹脂コア４上の部分が導電層５ａを構成している。この導電層５ａと樹脂コア４とにより樹脂コアバンプ６が構成されている。一方、配線５における導電層５ａ以外の部分が配線５ｂを構成している。
【００１８】
樹脂コアバンプ６は、後述する実装基板１５１の電極１５２（図４）に接続される。この接続に際しては、樹脂コアバンプ６と電極１５２が互いに押し付けられるので、樹脂コアバンプ６の樹脂コア４は圧縮されて変形する。
【００１９】
樹脂コアバンプ６の樹脂コア４は、互いに弾性率が異なる複数の樹脂層１１、１２の積層構造を有する。
樹脂コア４を構成する樹脂層１１、１２の数は２以上の任意の数であるが、本実施形態では、例えば、２層の樹脂層１１、１２により樹脂コア４が構成されている。
また、下層に位置する第１樹脂層１１と上層に位置する第２樹脂層１２の何れの弾性率が相対的に小さくても（軟らかくても）良いが、本実施形態では、上層の第２樹脂層１２の方が相対的に弾性率が小さく（軟らかく）、下層の樹脂層１１の方が相対的に弾性率が大きい（硬い）。
【００２０】
第１及び第２樹脂層１１、１２としては、例えば、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、アミノ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ケイ素樹脂、又はアリル樹脂などの熱硬化性の樹脂を用いることができる。第１及び第２樹脂層１１、１２は、それぞれ絶縁性とすることができる。
【００２１】
樹脂コア４における各樹脂層１１、１２の弾性率の大きさを決める主な因子は、材料であり、樹脂層１１、１２の材料を適宜に選択することにより、それぞれの弾性率を調節することができる。
樹脂層１１、１２の弾性率は、ポリイミド、エポキシ等のベース材料の選択以外に添加剤或いは溶剤等の種類と量の選択によっても調節することができる。また、ベース材料に無機粉末を混入することによっても樹脂層１１、１２の弾性率を調節することができる。
また、樹脂層１１、１２の弾性率は、樹脂層１１、１２が熱硬化性の場合において硬化（キュア）時の温度プロファイルを調節することによっても調節可能である。
【００２２】
また、樹脂コア４における各樹脂層１１、１２の変形量を決める主な因子は、各樹脂層１１、１２の弾性率及び形状である。このうち形状に起因する変形量は、実装時に押圧される面積、つまり樹脂層１１、１２の各頂部の面積と、押圧により樹脂が変形し得る領域の面積、つまり樹脂層１１、１２の各側面の面積と、の比に依存する。すなわち、樹脂層１１、１２は、その頂部の面積が小さいほど変形量が大きくなる。また、樹脂層１１、１２は、その側面の傾斜角度が大きいほど変形量が大きくなる傾向がある。
また、樹脂層１１、１２は、厚いほど変形量が大きくなる。このため、樹脂コア４の変形量は、樹脂層１１、１２の厚さ比を調節することによっても調節することができる。
【００２３】
なお、樹脂コア４は、例えば、裾広がりとなっている。すなわち、樹脂コア４はその頂部から底部に向けて徐々に断面積が拡大している。
また、例えば、上側の第２樹脂層１２の底部面積が、下側の第１樹脂層１１の頂部面積と略等しい。
各樹脂コアバンプ６は、例えば、直線状に並ぶように配置されている。
また、各樹脂コアバンプ６は互いに離間して配置されている。
【００２４】
次に、実施形態に係る半導体装置の製造方法を説明する。
図３は実施形態に係る半導体装置の製造方法の一連の工程を示す断面図である。
【００２５】
本実施形態に係る半導体装置の製造方法は、以下の第１乃至第４工程を有する。第１工程では、電極パッド２が形成された基板（半導体基板１）上に、電極パッド２を露出させる開口３ａを有する保護絶縁膜３を形成する。第２工程では、保護絶縁膜３上に硬化後の弾性率が互いに異なる複数の感光性樹脂膜（例えば、第１及び第２感光性樹脂膜２１、２２）を積層形成する。第３工程では、複数の感光性樹脂膜を露光、現像及び硬化させることにより、弾性率が互いに異なる複数の樹脂層（例えば、第１及び第２樹脂層１１、１２）の積層構造をバンプコア（樹脂コア４）として保護絶縁膜３上に形成する。第４工程では、バンプコア上から電極パッド２上に亘って導電層（配線５）を形成する。
以下、詳細に説明する。
【００２６】
先ず、半導体基板１に、回路を構成するトランジスタなどの素子（図示略）を形成し、さらに半導体基板１上に多層配線層（図示略）を形成する。この多層配線層は、最上層に電極パッド２を有する。
次に、多層配線層上に保護絶縁膜３を形成する。保護絶縁膜３は、例えば、シリコン酸化膜、シリコン酸化膜とシリコン窒化膜との積層膜、或いは、シリコン窒化膜により構成することができる。
次に、保護絶縁膜３を選択的に除去することにより、開口３ａを形成する。開口３ａは、電極パッド２上に位置しており、保護絶縁膜３から電極パッド２を露出させる（図３（ａ））。
【００２７】
次に、図３（ｂ）に示すように、保護絶縁膜３上及び電極パッド２上に、第１感光性樹脂膜２１をスピンコーティング法などにより形成する。続いて、第１感光性樹脂膜２１とは硬化後の弾性率が異なる（本実施形態の場合、第１感光性樹脂膜２１よりも弾性率が小さい）第２感光性樹脂膜２２を第１感光性樹脂膜２１上にスピンコーティング法などにより形成する。
【００２８】
次に、図３（ｃ）に示すように、フォトマスク（図示略）を介して第１及び第２感光性樹脂膜２１、２２を部分的に露光した後で現像することにより、第１及び第２感光性樹脂膜２１、２２を保護絶縁膜３上に選択的に残留させる。
【００２９】
次に、図３（ｄ）に示すように、熱処理により第１及び第２感光性樹脂膜２１、２２を硬化させる。
こうして、第１感光性樹脂膜２１により構成される第１樹脂層１１と、第２感光性樹脂膜２２により構成される第２樹脂層１２と、の積層構造の樹脂コア４を保護絶縁膜３上に形成することができる。
【００３０】
次に、図３（ｅ）に示すように、樹脂コア４上から電極パッド２上に亘って配線５を形成する。
すなわち、樹脂コア４上、保護絶縁膜３上及び電極パッド２上に導電膜（例えばＡｕ膜：図示略）をスパッタリング法等により形成した後、この導電膜上にレジストパターン（図示略）を形成する。次に、このレジストパターンをマスクとして導電膜をエッチングすることにより、導電膜を選択的に除去し、該導電膜を配線５の形状に加工する。その後、レジストパターンを除去する。
なお、配線５における樹脂コア４上の部分は、樹脂コア４とともに樹脂コアバンプ６を構成する導電層５ａである。また、配線５における導電層５ａ以外の部分は、この導電層５ａと電極パッド２とを接続する配線５ｂを構成する。
こうして、半導体装置１００を製造することができる。
【００３１】
次に、実施形態に係る電子装置１５０を説明する。
図４は実施形態に係る電子装置１５０の断面図である。
本実施形態に係る電子装置１５０は、本実施形態に係る半導体装置１００と、電極１５２を有する実装基板１５１と、を有し、実装基板１５１の電極１５２に対してバンプコアが接続されている。
【００３２】
半導体装置１００を図４に示すように実装基板１５１に実装することにより、電子装置１５０を製造することができる。
すなわち、半導体装置１００の樹脂コアバンプ６を実装基板１５１の電極１５２に接続することにより、半導体装置１００を実装基板１５１に対して実装し、半導体装置１００と実装基板１５１とを相互に電気的に接続することができる。なお、電極１５２は、例えばランドであるが、ランドに限定されない。
半導体装置１００を実装基板１５１に実装した後は、更に、実装基板１５１と半導体装置１００との間隔に実装封止樹脂（図示略）を充填及び硬化させることができる。
ここで、半導体装置１００が液晶表示装置用のドライバである場合、半導体装置１００は、ガラス基板である実装基板１５１にＣＯＧ（Ｃｈｉｐ  Ｏｎ  Ｇｌａｓｓ）実装する。
或いは、半導体装置１００は、実装基板１５１としての配線基板に実装しても良いし、フィルム基板にＣＯＦ（Ｃｈｉｐ  Ｏｎ  Ｆｉｌｍ）実装しても良い。
樹脂コアバンプ６は、実装により外部電極としての電極１５２と相互に押し付けられることによって、圧縮され変形する（潰れる）。
【００３３】
ここで、図５乃至図７を参照して、実装時における樹脂コアバンプ６の挙動を説明する。
図５乃至図７は実装時における樹脂コアバンプ６の挙動を示す図であり、それぞれ図１のＢ−Ｂ矢視断面図である。このうち図５は実装基板１５１の電極１５２と樹脂コアバンプ６とが互いに平行である場合の挙動を、図６は実装基板１５１の電極１５２が反っている場合の挙動を、図７は実装基板１５１の電極１５２が傾いている場合の挙動をそれぞれ示す。
【００３４】
先ず、図５（ａ）に示すように、電極１５２が樹脂コアバンプ６の頂面に対して平行である場合を説明する。この場合、例えば、図５（ｂ）及び図５（ｃ）に示すように、電極１５２の頂面と樹脂コアバンプ６の頂面とは互いに平行に接触し、相互に押し付けられる。なお、図５（ｂ）及び図５（ｃ）における矢印Ｃ、Ｄは、実装基板１５１の電極１５２に対する樹脂コアバンプ６の押し付け方向をそれぞれ示している。また、これら矢印Ｃ、Ｄの長さは、その押し付け力の大きさ（長い方が押し付け力が大きい）を示している。
本実施形態の場合、弾性率が相対的に小さい（軟らかい）第２樹脂層１２が樹脂コア４の最上層に位置するため、第２樹脂層１２は導電層５ａを介して電極１５２の形状にフィットするように変形する。これにより、樹脂コアバンプ６と電極１５２との良好な密着性を得ることができる。
このため、例えば、電極１５２又は樹脂コアバンプ６の頂面に、反り、凹凸、或いは、不純物により表面に形成された突起等が存在していても、樹脂コアバンプ６と電極１５２との良好な密着性が得られる。すなわち、例えば、図６（ａ）に示すように、電極１５２が凹面状に反っている場合には、図６（ｂ）に示すように、導電層５ａは電極１５２の反りを反映した反りを呈し、第２樹脂層１２は導電層５ａを介して電極１５２に沿うように変形する。これにより、樹脂コアバンプ６と電極１５２との良好な密着性を得ることができる。
【００３５】
次に、図７（ａ）に示すように、電極１５２が樹脂コアバンプ６の頂面に対して傾いている場合を説明する。この場合、例えば、図７（ｂ）に示すように、傾いたままの電極１５２に対して樹脂コアバンプ６が押し付けられるので、導電層５ａは電極１５２に沿うように傾き、第１樹脂層１１は導電層５ａの傾きを吸収するように変形する。これにより、樹脂コアバンプ６と電極１５２との良好な密着性を得ることができる。
なお、この場合も、電極１５２又は樹脂コアバンプ６の頂面に、反り、凹凸、或いは、不純物により表面に形成された突起等が存在していても、図６の場合と同様に、樹脂コアバンプ６と電極１５２との良好な密着性が得られる。
【００３６】
このように、図５、図６及び図７の何れの場合にも、樹脂コアバンプ６と電極１５２との良好な密着性が得られることにより、樹脂コアバンプ６と電極１５２との接触面積を十分に確保でき、それらの良好な接続性が得られる。
【００３７】
また、図５、図６及び図７の何れの場合にも、樹脂コア４の側面全体が一様に膨らむ訳ではない。このため、樹脂コア４が一層の樹脂からなる場合と比べて樹脂コア４を小さくしなくても、実装封止樹脂（ＮＣＦ（Ｎｏｎ  Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ  Ｆｉｌｍ）或いはＮＣＰ（Ｎｏｎ  Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ  Ｐａｓｔｅ））の流路を十分に確保できる。よって、実装封止樹脂の充填時における流動性が良くなるので、実装封止樹脂中におけるボイドの発生を抑制できる。これにより、半導体装置１００と実装基板１５１との密着性が向上する。しかも、樹脂コア４、ひいては樹脂コアバンプ６を極力大きく形成できるため、樹脂コアバンプ６と電極１５２との電気的接続面積を大きくできる。
【００３８】
次に、図８及び図９を参照して、複数の樹脂層１１、１２、並びに樹脂コア４の変形特性の例について説明する。
【００３９】
図８及び図９の横軸は実装基板１５１の電極１５２に対する樹脂コアバンプ６の押し付け力（向きは樹脂コアバンプ６の高さ方向）、縦軸は変形量である。
図８及び図９の曲線Ｌ１は第１樹脂層１１の変形特性を、曲線Ｌ２は第２樹脂層１２の変形特性を、曲線Ｌ３は樹脂コア４の変形特性を、それぞれ示す。
図８及び図９に示すように、第１及び第２樹脂層１１、１２は、例えば、一定の押し付け力が加わるまでは（変形量の飽和点Ｐ１、Ｐ２に達するまでは）線形的に変形量が増加するが、一定以上の押し付け力が加わる範囲では、変形量が飽和し、押し付け力が増大しても変形量は殆ど変化しなくなる。
【００４０】
ここで、図８に示すように、第１樹脂層１１は、第２樹脂層１２が変形量の飽和点Ｐ２に達するよりも後で、変形量の飽和点Ｐ１に達することが好ましい。第１及び第２樹脂層１１、１２のそれぞれの厚さを適切に設定することにより、このように変形量の飽和点Ｐ１、Ｐ２を互いにずらすことができる。
このように、飽和点Ｐ２に達する押し付け力よりも飽和点Ｐ１に達する押し付け力を大きく設定することにより、図８に示すように、樹脂コア４は、変形量が飽和点Ｐ３に達する前に変曲点Ｐ４を持つ変形特性を持つようになる。
これにより、例えば、樹脂コア４が変曲点Ｐ４に達するまでの間（曲線Ｌ３における領域Ｒ１）において、樹脂コアバンプ６と電極１５２とが十分に密着するように第２樹脂層１２を変形させることができる。また、樹脂コア４が変曲点Ｐ４に達してから飽和点Ｐ３に達するまでの間（曲線Ｌ３における領域Ｒ２）の押し付け力で樹脂コアバンプ６と電極１５２とを接続することにより、押し付け力に対する樹脂コア４の変形量を、樹脂層が１層の場合よりも狭い範囲に制限できる。よって、樹脂コアバンプ６が十分且つ適切な反発力で以て電極１５２と接続するようにできる。
すなわち、図８に示す変形特性の場合、電極１５２へ押し付けられた時の樹脂コアバンプ６の反発力は、実装の初期段階では第２樹脂層１２の弾性特性と側面への樹脂の逃げ量で主に決まり（図５（ｂ））、更に強く加圧されると第１樹脂層１１の弾性特性と側面への樹脂の逃げ量で主に決まる（図５（ｃ）、図６（ｂ）、図７（ｂ））。このため、初期段階では樹脂コアバンプ６は電極１５２と軟らかく密着し、その後の加圧段階では腰の強いバンプとなる。よって、素子内のバンプ潰れ量の均一化が図られバンプ高さばらつきが吸収されることにより、導電層５ａへの応力を減らしつつ、安定に電気的接続を行うことができる。
【００４１】
なお、図９に示すように、第１樹脂層１１と第２樹脂層１２とで各飽和点Ｐ１、Ｐ２に達する押し付け力が互いに等しくても良いが、この場合は、曲線Ｌ３が変曲点Ｐ４（図８）を持たないため、曲線Ｌ３の変形特性は樹脂層が１層の場合と同様になる。このため、押し付け力に対する樹脂コア４の変形量も、樹脂層が１層の場合と同様になる。
ただし、この場合も、図６（ｂ）及び図７（ｂ）と同様に、樹脂コアバンプ６と電極１５２とが十分に密着するように第２樹脂層１２を変形させることができる。また、樹脂層が１層の場合と同様ではあるが、樹脂コアバンプ６が十分且つ適切な反発力で以て電極１５２と接続するようにできる。
【００４２】
以上のような実施形態においては、樹脂コアバンプ６の樹脂コア４は、互いに弾性率が異なる複数の樹脂層１１、１２の積層構造を有する。そして、上側の第２樹脂層１２の弾性率が、下側の第１樹脂層１１の弾性率よりも小さい。このため、第２樹脂層１２が導電層５ａを介して電極１５２の形状にフィットするように変形する。これにより、樹脂コアバンプ６と電極１５２との良好な密着性を得ることができる。このため、例えば、電極１５２又は樹脂コアバンプ６の頂面に、傾き、反り、凹凸、或いは、不純物により表面に形成された突起等が存在していても、樹脂コアバンプ６と電極１５２との良好な密着性が得られる。
また、弾性率が相対的に大きい第１樹脂層１１の存在によって、樹脂コア４は十分な反発力を持つものとして構成することができる。
従って、樹脂コアバンプ６が十分な密着性と反発力を兼ね備えるようにし、樹脂コアバンプ６と電極１５２との接続性を向上させることができる。
【００４３】
また、複数の樹脂層１１、１２の膜厚比、平面寸法比等を適宜に設定することにより、製品毎に異なる変形量の樹脂コアバンプ６を容易に実現することもできる。よって、樹脂層が１層の場合と比べて、製造ラインにおいて取り扱う樹脂の種類を削減しても、多種の変形量の樹脂コアバンプ６を実現可能となる。
【００４４】
また、複数の樹脂層１１、１２のうち、弾性率が相対的に小さい第２樹脂層１２の変形量が飽和点Ｐ２に達する押し付け力よりも、弾性率が相対的に大きい第１樹脂層１１の変形量が飽和点Ｐ１に達する押し付け力を大きくすることにより、外圧に対して変曲点Ｐ４（図８）を持つ応答をする樹脂コア４を実現できる。また、実装で必要とされるような押し付け力に対する変形特性を持つ樹脂コア４を容易に実現できる。
よって、より接続性の良い樹脂コアバンプ６を実現できるとともに、実装で必要とされる圧接条件に適合した弾性特性の樹脂コアバンプ６を容易に実現できる。
【００４５】
また、弾性率が互いに異なる複数の樹脂層１１、１２を積層構造にするだけで樹脂コア４を形成できるため、一般的なフォトリソグラフィなどの技術により樹脂コア４を容易に形成できる。また、例えば一度のフォトリソグラフィで樹脂コア４を形成できるため、工程数を削減できる。
【００４６】
なお、本実施形態のように、複数の樹脂コアバンプ６を互いに離間させて形成することにより、以下の効果も得られる。
先ず、実装により樹脂コアバンプ６が押し潰された状態であっても、実装封止樹脂（ＮＣＦ或いはＮＣＰ）の流路を十分に確保できる。よって、実装封止樹脂の充填時における流動性が良くなるので、実装封止樹脂中におけるボイドの発生を抑制できる。これにより、半導体装置１００と実装基板１５１との密着性が向上する。
また、樹脂コアバンプ６の裾部の周りに樹脂が存在しないので、樹脂コアバンプ６が押しつぶされる際の変形量を十分に確保できる。よって、外部電極としての電極１５２と樹脂コアバンプ６との電気的接続を安定的に行うことができる。
【００４７】
＜変形例１＞
図１０は変形例１に係る半導体装置の樹脂コアバンプ６の挙動を示す断面図である。
上記の実施形態では、樹脂コア４における上側の樹脂層の弾性率が下側の樹脂層の弾性率よりも小さい例を説明したが、変形例１の場合、樹脂コア４における下側の樹脂層１１の弾性率が、上側の樹脂層１２の弾性率よりも小さい。
この場合において、図１０（ａ）に示すように電極１５２が樹脂コアバンプ６の頂面に対して傾いている場合の挙動を説明する。
この場合、例えば、図１０（ｂ）に示すように、傾いたままの電極１５２に対して樹脂コアバンプ６が押し付けられるので、導電層５ａは電極１５２に沿うように傾く。また、第２樹脂層１２は第１樹脂層１１よりも硬いので、例えば第２樹脂層１２も導電層５ａと同様に傾く。また、第１樹脂層１１は、これら導電層５ａ及び第２樹脂層１２の傾きを吸収するように変形する。これにより、樹脂コアバンプ６と電極１５２との良好な密着性を得ることができる。
なお、この場合に、上側の樹脂層１２の面積が下側の樹脂層１１の面積よりもある程度以上小さいと、押圧時に上側の樹脂層１２が下側の樹脂層１１に埋まりながら第１及び第２樹脂層１１、１２が変形する場合がある。
本変形例１のように、下側の樹脂層１１の弾性率が、その上側に隣接する樹脂層１２の弾性率よりも小さい場合には、樹脂コア４における上側の樹脂層１２の底部面積が、下側の樹脂層１１の頂部面積と略等しいか、又は、樹脂層１１の頂部面積よりも大きいことが好ましい。これにより、上側の樹脂層１２が下側の樹脂層１１に埋まることを抑制できるので、樹脂コアバンプ６の高さバラツキの低減効果、並びに、導電層５ａへ与える応力緩和効果を、上記の実施形態と同程度に得られる。
【００４８】
＜変形例２＞
図１１は変形例２に係る半導体装置２００の平面図、図１２は図１１のＡ−Ａ矢視断面図である。
上記の実施形態では、樹脂コア４を構成する樹脂層が２層の例を説明したが、樹脂コア４は、図１１及び図１２に示すように、３層以上の樹脂層（例えば、３層の樹脂層１１、１２、１３）により構成しても良い。
この場合も、例えば、上側の樹脂層の弾性率が、下側の樹脂層の弾性率よりも小さいことが好ましい例である。すなわち、例えば、第１樹脂層１１よりもその上側の第２樹脂層１２の方が弾性率が小さく、第２樹脂層１２よりもその上側の第３樹脂層１３の方が弾性率が小さいことが好ましい例である。
ただし、樹脂コア４を構成する樹脂層の弾性率の大きさの順序は、この例に限らない。樹脂の弾性率には温度依存がある。このため、温度変化による弾性率の変化を抑制するために、弾性率の温度依存性が相対的に大きい樹脂層を中央に配置することも好ましい。この場合、例えば、弾性率が相対的に小さく且つ弾性率の温度依存性が相対的に大きい樹脂層を中央に配置し、その樹脂層を弾性率が相対的に大きく且つ弾性率の温度依存性が相対的に小さい樹脂層で表裏から挟み込むサンドイッチ構造とすることが挙げられる。これにより、弾性率の温度依存性が相対的に大きい樹脂層を温度変化から保護することができ、樹脂コア４全体での弾性率の温度依存を極力低減することができる。
【００４９】
＜変形例３＞
図１３は変形例３に係る半導体装置３００の平面図、図１４は図１３のＡ−Ａ矢視断面図である。
上記の実施形態では、上側の樹脂層１２の底部面積が、下側の樹脂層１１の頂部面積と略等しい例を説明したが、変形例３の場合、図１３及び図１４に示すように、少なくとも上側の第２樹脂層１２は裾広がりに形成され、上側の第２樹脂層１２の底部面積が、下側の第１樹脂層１１の頂部面積よりも小さい。
上述のように、樹脂層１１、１２は、その頂部の面積が小さいほど変形量が大きくなる。このため、本変形例３の構成とすることにより、樹脂層１２の所望の変形量を得やすくすることができる。
また、この構造により、第２樹脂層１２が押し潰されて側方に膨らんだ際の第２樹脂層１２の占有面積も小さくできるので、実装封止樹脂の充填時における流動性を一層確保しやすくなる。
なお、一度の露光及び現像で第２樹脂層１２の頂部の面積のみを小さくする手法としては、例えば、フォトリソグラフィにおける現像レートが向上する様な添加剤を利用する手法が挙げられる。すなわち、この添加剤を第２感光性樹脂膜２２の材料には混入し、第１感光性樹脂膜２１の材料には混入しないか或いは第２感光性樹脂膜２２への混入濃度よりも小さい濃度で混入する。
また、第２樹脂層１２の頂部の面積を小さくする別の手法としては、第１及び第２感光性樹脂膜２２の材料に混入する感光剤を調整することにより、第１樹脂層１１よりも第２樹脂層１２の側面の傾斜が緩くなるようにすることが挙げられる。なお、第１及び第２樹脂層１１、１２は、それぞれ裾広がりに形成する。この場合の図示は省略するが、第１及び第２樹脂層１１、１２の傾斜が等しい場合と比べて、第２樹脂層１２の頂部面積が小さく、且つ側面の傾斜が緩くなる結果、第２樹脂層１２の変形量が増大する。
【００５０】
なお、上記の実施形態及び各変形例では、複数の樹脂コアバンプ６を互いに離間させて形成する例を説明したが、複数の樹脂コアバンプ６を互いに一体的に形成しても良い。すなわち、各樹脂コア４をそれらの裾部において相互に接続しても良い。
この場合の製造方法は、樹脂コア４の配置が密となるように第１及び第２感光性樹脂膜２１、２２を露光することにより実現できる。すなわち、例えば、図３（ｃ）の段階で残留する第１及び第２感光性樹脂膜２１、２２の配置が密であると、現像時に第１及び第２感光性樹脂膜２１、２２の裾部に現像残りが生じる結果、複数の樹脂コア４、ひいては複数の樹脂コアバンプ６がそれらの裾部において相互に接続された構造を実現できる。
【００５１】
また、各樹脂層の変形特性は、図８又は図９に示した例に限らず、例えば、弾性率が相対的に小さい樹脂層の方が、弾性率が相対的に大きい樹脂層よりも先に、変形量の飽和点に達するようにしても良い。この場合も、樹脂コア４を構成する樹脂層が１層の場合と比べて、樹脂コアバンプ６と電極１５２との密着性及び接続性を向上することができる。
以下、参考形態の例を付記する。
１．
電極パッドと、
前記電極パッドを露出させる開口が形成された保護絶縁膜と、
前記保護絶縁膜上に形成されたバンプコアと、前記バンプコア上に形成された導電層と、を含むバンプと、
前記導電層と前記電極パッドとを接続する配線と、
を有し、
前記バンプコアは、互いに弾性率が異なる複数の樹脂層の積層構造を有することを特徴とする半導体装置。
２．
前記バンプコアは、第１樹脂層と、前記第１樹脂層よりも弾性率が小さく前記第１樹脂層よりも上層に位置する第２樹脂層と、を有することを特徴とする１，に記載の半導体装置。
３．
前記第２樹脂層は裾広がりに形成され、前記第２樹脂層の底部面積が前記第１樹脂層の頂部面積よりも小さいことを特徴とする２．に記載の半導体装置。
４．
前記第１及び第２樹脂層はそれぞれ裾広がりに形成され、前記第２樹脂層の側面の傾斜が前記第１樹脂層の側面の傾斜よりも緩いことを特徴とする２．に記載の半導体装置。
５．
前記バンプコアは、第１樹脂層と、前記第１樹脂層よりも弾性率が大きく前記第１樹脂層よりも上層に位置する第２樹脂層と、を有することを特徴とする１．に記載の半導体装置。
６．
前記第２樹脂層は前記第１樹脂層の上層に隣接し、
前記第２樹脂層の底部面積は、前記第１樹脂層の頂部面積と略等しいか、又は、前記第１樹脂層の頂部面積よりも大きいことを特徴とする５．に記載の半導体装置。
７．
前記複数の樹脂層のうち、弾性率が相対的に小さい前記樹脂層の変形量が飽和する押し付け力よりも、弾性率が相対的に大きい前記樹脂層の変形量が飽和する押し付け力の方が大きいことを特徴とする１．乃至６．の何れか１つに記載の半導体装置。
８．
請求項１乃至７の何れか一項に記載の半導体装置と、
電極を有する実装基板と、
を有し、
前記実装基板の前記電極に対して前記バンプが接続されていることを特徴とする電子装置。
９．
電極パッドが形成された基板上に、前記電極パッドを露出させる開口を有する保護絶縁膜を形成する第１工程と、
前記保護絶縁膜上に硬化後の弾性率が互いに異なる複数の感光性樹脂膜を積層形成する第２工程と、
前記複数の感光性樹脂膜を露光、現像及び硬化させることにより、互いに弾性率が異なる複数の樹脂層の積層構造をバンプコアとして前記保護絶縁膜上に形成する第３工程と、
前記バンプコア上から前記電極パッド上に亘って導電層を形成する第４工程と、
を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【符号の説明】
【００５２】
１ 半導体基板
２ 電極パッド
３ 保護絶縁膜
３ａ 開口
４ 樹脂コア
５ 配線
５ａ 導電層
５ｂ 配線
６ 樹脂コアバンプ
１１ 第１樹脂層
１２ 第２樹脂層
１３ 第３樹脂層
２１ 第１感光性樹脂膜
２２ 第２感光性樹脂膜
１００ 半導体装置
１５０ 電子装置
１５１ 実装基板
１５２ 電極
２００ 半導体装置
３００ 半導体装置
Ｌ１ 曲線
Ｌ２ 曲線
Ｌ３ 曲線
Ｐ１ 飽和点
Ｐ２ 飽和点
Ｐ３ 飽和点
Ｐ４ 変曲点
Ｒ１ 領域
Ｒ２ 領域
【図１】
0005400597.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
0005400597.tif 000006
【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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